CN111503235A - 一种液压消隙丝杠螺母 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其包括滚珠丝杠螺母本体、螺母本体两端的密封圈及压板；滚珠丝杠螺母本体一端的侧壁上开设有注油孔，注油孔的内端与滚珠丝杠螺母本体的内侧滚道相连通，所述单向注油孔的外端安装有注油接头，可与外部压力源的进油管路相连；滚珠丝杠螺母本体的另一端开设有节流排气孔，节流排气孔的内端与滚珠丝杠螺母本体的内侧滚道相连通。本发明通过施加在滚珠丝杠螺母副滚道内的静态或动态压力使得滚珠丝杠螺母副内部的滚珠始终紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边，进而消除丝杠与螺母传动副之间的反向间隙，提高传动精度。

Description

一种液压消隙丝杠螺母
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种液压消隙丝杠螺母。
背景技术
在机械传动领域，滚珠丝杠螺母副传动是最常见的一种把旋转运动变为直线运动的传动方式。由于机械加工中存在不可避免的加工误差，从而造成传动误差。使用过程中，丝杠螺母副传动中始终存在且随着传动距离的变化而不断变化的丝杠与螺母传动副之间的反向间隙，大大影响了丝杠螺母副的传动精度；
目前，为了提高滚珠丝杆螺母副的传动精度，采用的方法主要有以下四种：一是提高丝杠螺母副的制造精度，但由于机械加工的加工手段及加工成本的限制，远远无法满足高精度传动的需求；二是采用电气补偿的方式来消除反向间隙，但是由于加工误差的存在使得反向间隙是一个变量，所以现有的电气补偿的方式，也只能有限的提高传动精度；三是采用双螺母消隙结构，同样是因为结构复杂、制造精度要求高带来的高制造成本，使得此种结构难以大规模应用；第四种结构是利用弹簧的拉力来消除反向间隙，此种结构虽然简单，但是只能应用于直线行程较短的场合，且因为弹簧的拉力会随着行程的加大而变化，造成传动负荷的变化，从而影响传动精度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种能够提高滚珠丝杠传动精度的液压消隙丝杠螺母，其利用压力介质的压力，使得丝杠螺母副在传动过程中，滚珠与丝杠螺母螺纹的一边以及丝杠螺纹的另一边紧紧贴合，从而消除了反向间隙，和由反向间隙造成的种种不利影响，且不受行程长短的影响。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种液压消隙滚珠丝杠螺母，用于与滚珠丝杠相配合，形成滚珠丝杠副，其特征在于：包括滚珠丝杠螺母本体、第一密封圈、第一密封圈压板、第二密封圈和第二密封圈压板；
所述第一密封圈安装在滚珠丝杠螺母本体的一端且所述第一密封圈的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第一密封圈压板设置在第一密封圈远离滚珠丝杠螺母本体的一侧且用于将第一密封圈压紧在滚珠丝杠螺母本体上，所述第一密封圈压板固定安装在滚珠丝杠螺母本体上；
所述第二密封圈安装在滚珠丝杠螺母本体的另一端且所述第二密封圈的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第二密封圈压板设置在所述第二密封圈远离滚珠丝杠螺母本体的一侧且用于将第二密封圈压紧在滚珠丝杠螺母本体上，所述第二密封圈压板固定安装在滚珠丝杠螺母本体上；
所述滚珠丝杠螺母本体一端的侧壁上开设有注油孔，所述注油孔的内端部与滚珠丝杠螺母本体的内侧滚道相连通，所述注油孔的外端部安装有注油接头；
所述滚珠丝杠螺母本体的另一端的侧壁上设置有节流排气孔，所述节流排气孔的内端部与滚珠丝杠螺母本体的内侧滚道相连通。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述节流排气孔为孔径是0.8mm～1.2mm的圆形通孔。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述节流排气孔为底部安装有节流阀的通孔。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述滚珠丝杠螺母本体的一端设置有法兰，所述法兰的端面上开设有台阶孔；
所述法兰的端面上还开设有沉孔，所述第一密封圈和第一密封圈压板均安装在沉孔内，所述第一密封圈压板通过螺栓固定安装在沉孔内。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述法兰的一侧开设有与法兰端面垂直的平台面，所述注油孔设置在法兰上。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈和第二密封圈的结构相同，所述第一密封圈和第二密封圈均由聚四氟乙烯加工而成且第一密封圈的内圈和第二密封圈的内圈均与所述滚珠丝杠相配合且能够所述滚珠丝杠形成滑动密封。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板和第二密封圈压板的端面上均开有腰形台阶孔。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板和第二密封圈压板的内圈上均设置有与所述滚珠丝杠相配合的螺旋挡圈。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板和第二密封圈压板的结构相同。
上述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述注油接头内设置有单向阀。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过压力介质使得滚珠始终紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边，进而消除了丝杠与螺母传动副之间的反向间隙，可以提高传动精度。
2、本发明不受直线运动的行程限制，可以应用在现有珠丝杠螺母副传动的任意场合。
3、本发明由于消除了反向间隙，且不降低原有丝杠螺母副传动的结构刚性，极大地提高了丝杠传动的重复定位精度，通过电气补偿，可以最大限度地提高丝杠螺母副的直线位置定位精度，使得普通精度的丝杠也能达到高精度丝杠的位置定位精度，大大降低了高精度丝杠螺母传动副的制造成本，使得低成本和高精度这一矛盾体得到了有效的统一。
4、本发明结构简单，体积小，成本低廉，制造、安装十分简单，适合大面积推广；不仅可以应用于新制造的产品，更可以很方便地对于在用设备进行改造，可以提高现有设备的定位精度。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
图2为图1的左视图。
图3为本发明密封圈压板的主视图。
图4为图3的B-B剖视图。
附图标记说明：
1—滚珠丝杠螺母本体； 2—密封圈；
3—密封圈压板； 4—密封圈； 5—密封圈压板；
6—法兰； 7—台阶孔； 8—平台面；
9—沉孔； 10—单向注油孔； 11—节流排气孔；
12—注油接头； 13—节流阀 14—螺旋挡圈；
15—腰形台阶孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应该属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的哪些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或者设备固有的其它步骤或单元。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种液压消隙滚珠丝杠螺母，用于与滚珠丝杠相配合，形成滚珠丝杠副，其包括滚珠丝杠螺母本体1、第一密封圈2、第一密封圈压板3、第二密封圈4和第二密封圈压板5。
所述第一密封圈2安装在滚珠丝杠螺母本体1的一端且所述第一密封圈2的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第一密封圈压板3设置在第一密封圈2远离滚珠丝杠螺母本体1的一侧且用于将第一密封圈2压紧在滚珠丝杠螺母本体1上，所述第一密封圈压板3固定安装在滚珠丝杠螺母本体1上。
所述第二密封圈4安装在滚珠丝杠螺母本体1的另一端且所述第二密封圈4的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第二密封圈压板5设置在所述第二密封圈4远离滚珠丝杠螺母本体1的一侧且用于将第二密封圈4压紧在滚珠丝杠螺母本体1上，所述第二密封圈压板5固定安装在滚珠丝杠螺母本体1上。
所述滚珠丝杠螺母本体1一端的侧壁上开设有注油孔10，所述注油孔10的内端部与滚珠丝杠螺母本体1的内侧滚道相连通，所述注油孔10的外端部安装有注油接头12。
所述滚珠丝杠螺母本体1的另一端的侧壁上设置有节流排气孔11，所述节流排气孔11的内端部与滚珠丝杠螺母本体1的内侧滚道相连通。
本实施例中通过第一密封圈2和第二密封圈4使得滚珠丝杠螺母本体1的内部螺纹滚道、第一密封圈2、滚珠丝杠在滚珠丝杠螺母内处于第一密封圈2和第二密封圈4之间的螺纹滚道及第二第二密封圈4围成一个密封腔室，通过注油孔10向所述密封腔室加注压力介质，所述节流排气孔11起节流保压的作用，将压力介质密封在所述密封腔室内；所述压力介质可以是液压油或者高压油脂等。注入压力介质之前，通过给滚珠丝杠副施加一个轴向力，该轴向力可通过丝杠加载的方式施加。在这个轴向力的作用下，使得滚珠紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边，此时压力介质作用在滚珠与丝杠螺纹之间、滚珠与丝母螺纹之间，另外一边由于轴向力的作用，使得滚珠始终紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边，并在接触面部分产生弹性变形，使得压力介质无法进入接触面，使滚珠在接触面和非接触面的两边形成压力差，进而保证了滚珠在运动过程中始终紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边，因此可以消除丝杠与螺母传动副之间的反向间隙，提高传动精度。
本实施例中，所述节流排气孔11为孔径为0.8mm～1.2mm的通孔。使用过程中可以通过注油孔10向所述密封腔室内循环加入压力介质，此时孔径为0.8mm～1.2mm的小孔节流可以起到节流的作用使得所述密封腔室的压力达到使用要求的压力值。
本实施例中，所述节流排气孔11为底部安装有节流阀13的通孔。
如图1和图2所示，所述滚珠丝杠螺母本体1的一端设置有法兰6，所述法兰6的端面上开设有台阶孔7。
如图1和图2所示，所述法兰6的端面上开设有沉孔9，所述第一密封圈2和第一密封圈压板3均安装在沉孔9内，所述第一密封圈压板3通过螺栓固定安装在沉孔9内。
如图2所示，所述法兰6的一侧开设有与法兰端面垂直的平台面8。
如图1所示，所述注油孔10设置在法兰6上。
本实施例中，所述第一密封圈2和第二密封圈4的结构形同，所述第一密封圈2和第二密封圈4均由聚四氟乙烯加工而成且第一密封圈2的内圈和第二密封圈4的内圈均与所述滚珠丝杠相配合且能够所述滚珠丝杠形成滑动密封。
如图3所示，所述第一密封圈压板3和第二密封圈压板5的端面均开有腰形台阶孔15。
如图3和图4所示，所述第一密封圈压板3和第二密封圈压板5的内圈上均设置有与所述滚珠丝杠相配合的螺旋挡圈14。
本实施例中，所述第一密封圈压板3和第二密封圈压板5的结构形同。
本实施例中，所述注油接头12内设置有单向阀。这里的单向阀使得压力介质仅能从注油接头12向滚珠丝杠螺母本体1内侧的所述的密封腔室单向注入压力介质。
本实施例的工作原理为：所述液压消隙滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠结合后，将第一密封圈2和第二密封圈4旋转进滚珠丝杠，并与滚珠丝杠螺母本体1上的密封圈平台接触，然后将第一密封圈压板3和第二密封圈压板5以同样的方式旋转进滚珠丝杠，并与滚珠丝杠螺母本体1上的密封圈压板平台紧密接触，些时第一密封圈2和第二密封圈4将滚珠丝杠与滚珠丝杠螺母本体1之间形成的轴向间隙完全密封，然后将第一密封圈压板3和第二密封圈压板5通过螺钉固定在滚珠丝杠螺母本体1上，由于第一密封圈2和第二密封圈4的厚度略大于密封圈平台，所以第一密封圈压板3和第二密封圈压板5可以将密封圈紧紧的压在滚珠丝杠螺母本体1上，又由于第一密封圈压板3和第二密封圈压板5的内圈上均设置有螺旋挡圈14，可以对第一密封圈2和第二密封圈4起到很好的支撑作用，因为第一密封圈压板3和第二密封圈压板5也是旋转进滚珠丝杠与液压消隙滚珠丝杠螺母配合的，所以在固定时，可以通过腰形孔来实现与第一密封圈压板3和第二密封圈压板5与滚珠丝杠螺母本体1上的螺纹孔的对应，同时在滚珠丝杠螺母本体1上的注油接头12内设有单向油阀，节流排气孔11上安装有节流阀13，所有部件安装好之后给液压消隙滚珠丝杠螺母施加一定的预紧力，使得滚珠紧紧的压在丝杠螺母螺纹的一边，以及丝杠螺纹的另一边，并产生部分变形，然后打开节流排气孔11上的节流阀13，通过注油孔10注入压力介质，使压力介质充满液压消隙滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠配合的螺纹中，并将气体排出，等气体全部排出后，关闭节流排气孔11上的节流阀13，继续注入液压油，使丝杠螺母与丝杠配合的螺纹中压力升高到一定程度，停止注油。些时滚珠与丝杠螺纹的一边以及丝杠螺母的另一边紧密接触并会产生一定的弹性变形，使得滚珠和与其接触的表面没有间隙，压力介质无法进入这个接触区域内，只能充满接触区域以外的区间，由于压力介质的压强产生的压力差使得接触区域内的受力始终小于接触区域以外的受力，因此，滚珠就可以在压力介质的作用下，始终紧贴丝杠螺纹的一边与丝杠螺母的另一边从而实现消隙。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压消隙滚珠丝杠螺母，用于与滚珠丝杠相配合，形成滚珠丝杠副，其特征在于：包括滚珠丝杠螺母本体(1)、第一密封圈(2)、第一密封圈压板(3)、第二密封圈(4)和第二密封圈压板(5)；
所述第一密封圈(2)安装在滚珠丝杠螺母本体(1)的一端且所述第一密封圈(2)的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第一密封圈压板(3)设置在第一密封圈(2)远离滚珠丝杠螺母本体(1)的一侧且用于将第一密封圈(2)压紧在滚珠丝杠螺母本体(1)上，所述第一密封圈压板(3)固定安装在滚珠丝杠螺母本体(1)上；
所述第二密封圈(4)安装在滚珠丝杠螺母本体(1)的另一端且所述第二密封圈(4)的内圈与所述滚珠丝杠的表面密封接触，所述第二密封圈压板(5)设置在所述第二密封圈(4)远离滚珠丝杠螺母本体(1)的一侧且用于将第二密封圈(4)压紧在滚珠丝杠螺母本体(1)上，所述第二密封圈压板(5)固定安装在滚珠丝杠螺母本体(1)上；
所述滚珠丝杠螺母本体(1)一端的侧壁上开设有注油孔(10)，所述注油孔(10)的内端部与滚珠丝杠螺母本体(1)的内侧滚道相连通，所述注油孔(10)的外端部安装有注油接头(12)；
所述滚珠丝杠螺母本体(1)的另一端的侧壁上设置有节流排气孔(11)(11)，所述节流排气孔(11)的内端部与滚珠丝杠螺母本体(1)的内侧滚道相连通。
2.按照权利要求1所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述节流排气孔(11)为孔径是0.8mm～1.2mm的圆形通孔。
3.按照权利要求1所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述节流排气孔(11)为底部安装有节流阀(13)的通孔。
4.按照权利要求2或3所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述滚珠丝杠螺母本体(1)的一端设置有法兰(6)，所述法兰(6)的端面上开设有台阶孔(7)；
所述法兰(6)的端面上还开设有沉孔(9)，所述第一密封圈(2)和第一密封圈压板(3)均安装在沉孔(9)内，所述第一密封圈压板(3)通过螺栓固定安装在沉孔(9)内。
5.按照权利要求4所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述法兰(6)的一侧开设有与法兰端面垂直的平台面(8)，所述注油孔(10)设置在法兰(6)上。
6.按照权利要求5所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈(2)和第二密封圈(4)的结构相同，所述第一密封圈(2)和第二密封圈(4)均由聚四氟乙烯加工而成且第一密封圈(2)的内圈和第二密封圈(4)的内圈均与所述滚珠丝杠相配合且能够与所述滚珠丝杠形成滑动密封。
7.按照权利要求6所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板(3)和第二密封圈压板(5)的端面上均开有腰形台阶孔(15)。
8.按照权利要求7所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板(3)和第二密封圈压板(5)的内圈上均设置有与所述滚珠丝杠相配合的螺旋挡圈(14)。
9.按照权利要求8所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述第一密封圈压板(3)和第二密封圈压板(5)的结构相同。
10.按照权利要求8所述的一种液压消隙滚珠丝杠螺母，其特征在于：所述注油接头(12)内设置有单向阀。
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